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任務(wù)2.6 檢驗(yàn)與校正經(jīng)緯儀

2.6.1 經(jīng)緯儀軸線及應(yīng)滿足的幾何條件

為保證角度觀測達(dá)到規(guī)定的精度,經(jīng)緯儀的設(shè)計(jì)制造有嚴(yán)格的要求,其各主要部件之間,也就是主要軸線和平面之間,必須滿足角度觀測所提出的要求。如圖2.6.1所示,經(jīng)緯儀的主要軸線有:儀器的旋轉(zhuǎn)軸VV(簡稱豎軸)、望遠(yuǎn)鏡的旋轉(zhuǎn)軸HH(簡稱橫軸)、望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸CC和照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管軸LL。根據(jù)角度觀測的概念,經(jīng)緯儀的這些軸線之間應(yīng)滿足下列幾何條件:

圖2.6.1 經(jīng)緯儀軸線示意圖

(1)水準(zhǔn)管軸垂直于豎軸,即LLVV

(2)視準(zhǔn)軸垂直于橫軸,即CCHH

(3)橫軸垂直于豎軸,即HHVV

(4)十字絲的縱絲垂直于橫軸。

(5)豎直度盤指標(biāo)差應(yīng)為零。

2.6.2 經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正方法

經(jīng)緯儀軸系之間的條件在儀器出廠時(shí)一般是可以滿足的,但常常在使用期間及搬運(yùn)過程中,由于受碰撞、震動(dòng)等的影響,這些條件可能發(fā)生變動(dòng),因此在使用經(jīng)緯儀之前,需查明儀器的各軸系是否滿足上述條件,要經(jīng)常對(duì)儀器進(jìn)行檢查和校正。下面將介紹經(jīng)緯儀檢驗(yàn)與校正的通用方法。

1.照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管軸垂直豎軸的檢驗(yàn)與校正

檢驗(yàn)方法:先將儀器安置在三腳架上大致整平,轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部使水準(zhǔn)管與任意兩個(gè)腳螺旋的連線平行,相對(duì)地轉(zhuǎn)動(dòng)這兩個(gè)腳螺旋使氣泡居中,然后將照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)180°(可用度盤讀數(shù)),若氣泡仍居中則條件滿足,若氣泡偏離中心,則應(yīng)進(jìn)行校正。

校正方法:相對(duì)地旋轉(zhuǎn)這兩個(gè)腳螺旋,使氣泡向中心移動(dòng)偏離值得一半,然后用校正針撥動(dòng)水準(zhǔn)管一端的校正螺釘,使氣泡居中。此項(xiàng)檢驗(yàn)、校正須反復(fù)進(jìn)行,直到水準(zhǔn)管位于任何位置,氣泡偏離值不大于半格時(shí)為止。

如果儀器上裝有圓水準(zhǔn)器,則已校正好的照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管氣泡居中后,若圓氣泡也居中,表明圓水準(zhǔn)器的水準(zhǔn)軸平行于豎軸,否則應(yīng)校正圓水準(zhǔn)器下面的三個(gè)校正螺釘使其氣泡居中。

2.十字絲豎絲垂直橫軸的檢驗(yàn)與校正

檢驗(yàn)方法:先將儀器安置于三腳架上并精密整平,在距儀器約50m處設(shè)置一明顯目標(biāo)點(diǎn)A,用望遠(yuǎn)鏡的十字絲交點(diǎn)照準(zhǔn)A點(diǎn),旋緊照準(zhǔn)部制動(dòng)螺旋和望遠(yuǎn)鏡制動(dòng)螺旋,旋轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡微動(dòng)螺旋,若A點(diǎn)沿十字絲豎絲移動(dòng),則十字絲豎絲垂直于橫軸,若A點(diǎn)明顯偏離十字絲豎絲移動(dòng),則應(yīng)進(jìn)行校正。

圖2.6.2 十字絲校正

校正方法:旋下目鏡處的護(hù)蓋,稍微松開十字絲環(huán)的四個(gè)壓環(huán)螺釘(圖2.6.2),按豎絲偏離的反方向微微轉(zhuǎn)動(dòng)目鏡筒,使A點(diǎn)與十字絲豎絲重合,然后旋緊四個(gè)壓環(huán)螺釘,反復(fù)檢查、校正,直至無偏差并旋上目鏡護(hù)蓋。

3.視準(zhǔn)軸垂直于橫軸的檢驗(yàn)與校正

該項(xiàng)檢校方法較多,主要有兩種方法,現(xiàn)分述如下。

第一種檢校方法:(讀數(shù)法)。

檢驗(yàn)方法:先將儀器安置于三腳架上并精密整平,選擇一水平位置的明顯目標(biāo)點(diǎn)A,分別盤左、盤右觀測A點(diǎn),得到兩個(gè)讀數(shù)ββ,并計(jì)算C=(β-β±180°)/2,若其值滿足限差要求,說明條件滿足,否則應(yīng)進(jìn)行校正。

校正方法:在盤右位置,轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部微動(dòng)螺,使得水平度盤讀數(shù)為β+C,此時(shí)視準(zhǔn)軸偏離目標(biāo)A;旋下目鏡處的護(hù)蓋,稍微松開十字絲環(huán)的四個(gè)壓環(huán)螺釘及十字絲上、下校正螺絲(圖2.6.2),再將十字絲左、右校正螺絲一松一緊平動(dòng)十字絲,使十字絲的交點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)A,應(yīng)反復(fù)檢查,直至C值滿足限差要求,然后旋緊四個(gè)壓環(huán)螺釘,并旋上目鏡護(hù)蓋。

第二種檢校方法:(四分之一法)。

檢驗(yàn)方法:如圖2.6.3所示,在一平坦場地,選擇一長度約100m的直線AB,儀器安置于直線的中點(diǎn)O上,在A點(diǎn)設(shè)一照準(zhǔn)標(biāo)志,在B點(diǎn)橫置一垂直于直線AB刻有mm分劃的小尺,儀器整平后,先以盤左位置照準(zhǔn)A點(diǎn)標(biāo)志,旋緊照準(zhǔn)部制動(dòng)螺旋固定照準(zhǔn)部,倒轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡在B點(diǎn)上的尺子讀數(shù),記為B1,如圖2.6.3(a)所示。再以盤右位置照準(zhǔn)A點(diǎn)標(biāo)志,旋緊照準(zhǔn)部制動(dòng)螺旋固定照準(zhǔn)部,倒轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡在B點(diǎn)上的尺子讀數(shù),記為B2,如圖2.6.3(b)所示。如果B1B2相等,則說明視準(zhǔn)軸垂直于橫軸,否則應(yīng)進(jìn)行校正。

圖2.6.3 視準(zhǔn)軸垂直于橫軸的檢驗(yàn)與校正

校正方法:由B2點(diǎn)向B1點(diǎn)量取B1B2長度的1/4,定出B3點(diǎn),如圖2.6.3(c)所示,此時(shí)OB3垂直于橫軸H1;旋下目鏡處的護(hù)蓋,稍微松開十字絲環(huán)的四個(gè)壓環(huán)螺釘及十字絲上、下校正螺絲,如圖2.6.2所示,再將十字絲左、右校正螺絲一松一緊平動(dòng)十字絲使十字絲的交點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)B3,應(yīng)反復(fù)檢查,直至B1B2長度小于1cm,這時(shí)視準(zhǔn)軸誤差C≈±10″,滿足限差要求,然后旋緊四個(gè)壓環(huán)螺釘,并旋上目鏡護(hù)蓋。

4.橫軸垂直于豎軸的檢驗(yàn)與校正

檢驗(yàn)方法:如圖2.6.4所示,在距一高大建筑物20~50m處安置儀器,以盤左位置瞄準(zhǔn)墻壁高處(仰角最好大于30°)一目標(biāo)點(diǎn)P,固定照準(zhǔn)部,放平望遠(yuǎn)鏡,在與儀器等高的墻壁上定出一點(diǎn)A,以盤右位置瞄準(zhǔn)P點(diǎn),固定照準(zhǔn)部,放平望遠(yuǎn)鏡,在墻壁上又定出一點(diǎn)B。若AB兩點(diǎn)重合,則說明條件滿足,否則應(yīng)進(jìn)行校正。

校正方法:取AB中點(diǎn)C(圖2.6.4),以盤左(或盤右)位置瞄準(zhǔn)C點(diǎn),固定照準(zhǔn)部,抬高望遠(yuǎn)鏡,次時(shí)視線偏離P點(diǎn),然后打開支架處橫軸一端的護(hù)蓋,調(diào)節(jié)其校正螺釘,升高或降低橫軸的一端,直到十字絲交點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)P點(diǎn)。此項(xiàng)校正應(yīng)反復(fù)進(jìn)行多次。

由于儀器的橫軸是密封安裝的,儀器出廠一般能保證橫軸垂直于豎軸,因此測量人員只需進(jìn)行次項(xiàng)檢驗(yàn);如需校正,應(yīng)送儀器維修部門。

5.豎盤指標(biāo)差的檢驗(yàn)與校正

檢驗(yàn)方法:先將儀器安置在三腳架上嚴(yán)格整平,分別以盤左、盤右照準(zhǔn)同一目標(biāo)點(diǎn),并轉(zhuǎn)動(dòng)豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋使豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中,讀取豎盤兩個(gè)讀數(shù)LR,按式(2.5.10)計(jì)算豎盤指標(biāo)差,若指標(biāo)差x超限,則應(yīng)進(jìn)行校正。

校正方法:校正時(shí),儀器一般處于盤右位置,仍照準(zhǔn)原目標(biāo),此時(shí)盤右目標(biāo)的正確讀數(shù)R

轉(zhuǎn)地豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋,使豎盤盤右的讀數(shù)為R-x,這時(shí)豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡偏離值中心位置,然后用校正針撥動(dòng)豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管的校正螺釘使氣泡居中。此項(xiàng)檢驗(yàn)、校正須反復(fù)進(jìn)行,直到x在限差要求的范圍內(nèi)為止。

圖2.6.4 橫軸的檢驗(yàn)與校正

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